水泥基材料抗TSA侵蝕性能及機理的研究.pdf

1、TSA（Thaumasite form of sulfate attack）侵蝕，是以碳硫硅鈣石為侵蝕產(chǎn)物的特殊形式存在的硫酸鹽侵蝕，它是水泥基材料處于較低溫度、硫酸鹽、碳酸鹽以及充足水的環(huán)境條件下所發(fā)生的一種亞硫酸鹽侵蝕。相比于傳統(tǒng)硫酸鹽侵蝕，水泥基材料發(fā)生TSA侵蝕破壞時，無明顯膨脹、開裂，會直接使水泥石中C-S-H凝膠體分解，導(dǎo)致水泥混凝土轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N無強度、無膠結(jié)作用的果肉狀泥砂混合物。其破壞的嚴重性和隱蔽性給混凝土結(jié)構(gòu)工程帶來重

2、大隱患。
　　本文依托國家自然科學(xué)基金（51178363），在5℃低溫環(huán)境下，研究了石灰石粉摻量、礦物摻合料、養(yǎng)護制度、環(huán)境條件和外加劑對水泥基材料TSA侵蝕的影響，采用X射線衍射儀和傅立葉變換紅外光譜儀等測試方法分析侵蝕產(chǎn)物，探究水泥基材料抗TSA侵蝕性能和機理。研究結(jié)果表明：
　?、偎嗷牧蟃SA破壞程度隨石灰石摻量增加而遞增。未摻加石灰石粉時，試件表層有輕微起皮，部分剝落，表現(xiàn)為傳統(tǒng)型硫酸鹽侵蝕；石灰石粉摻入量為15

3、％和30％時，侵蝕產(chǎn)物中出現(xiàn)碳硫硅鈣石，且摻量為30％時，破壞形式主要為TSA侵蝕破壞。
　　②礦粉、硅灰和粉煤灰可改善水泥基材料抗TSA侵蝕能力，改善效果與含量有關(guān)；偏高嶺土因其高鋁相成分，加速TSA侵蝕破壞。同等條件下，摻合料的抗TSA能力由高到低依次為：60％礦粉＞7.5％硅灰＞30％礦粉＞15％硅灰＞30％粉煤灰＞15％粉煤灰＞空白樣＞7.5％偏高嶺土＞15％偏高嶺土。礦物摻合料復(fù)摻對水泥基材料抗TSA侵蝕破壞改善效果優(yōu)于

4、對應(yīng)摻合料單摻。
　?、弁葥搅坎煌燃壏勖夯遥蚱浣M成和細度不同，對水泥基材料抗TSA侵蝕表現(xiàn)出不同的改善能力。二氧化硅和氧化鋁含量較高、燒失量較低的一級粉煤灰改善效果最好。
　?、懿煌韬抗杌矣捎谄鋬?yōu)良的填充效應(yīng)、火山灰效應(yīng)和分散效應(yīng)等，均能有效的提升砂漿試件抗TSA侵蝕能力。隨著硅灰硅含量的遞增，對水泥基材料抗TSA侵蝕改善作用依次增大，其中Elekm改善效果最優(yōu)。
　　⑤不同前期養(yǎng)護制度，試件發(fā)生TSA侵蝕破

5、壞程度由大到小為：隔絕空氣養(yǎng)護＞標養(yǎng)＞空氣養(yǎng)護。前期空氣養(yǎng)護時，生成的碳酸鈣填充孔隙，提高試件密實度，防止外界離子的進入，提高抗TSA侵蝕能力；而隔絕空氣養(yǎng)護時，由于缺少外界水分的供應(yīng)，水化不徹底，較高的孔隙率為侵蝕破壞提供了便利。
　?、尴啾扔谕瑵舛攘蛩徕c和硫酸鈣，硫酸鎂侵蝕液對試件的破壞更為嚴重；相同硫酸鎂侵蝕液，濃度為5％時破壞性最強，而復(fù)鹽5％硫酸鎂+5％硫酸鈉對試件侵蝕破壞性強于5％硫酸鎂。
　?、呷掖及贰⒙然c